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- 发布时间
- 2022-11-12 13:27:48
本课题主要研究原稳站用油油管壳式换热器的三维数值模拟,换热器以含砂作为内部换热介质,考虑换热面结垢和泄漏的影响,冷凝器生产厂家,建立管壳式换热器结垢和泄漏的传热模型,借助软件对换热器温度场、流场分布进行模拟,分析结垢厚度、泄漏口尺寸、泄漏口位置、泄漏口数量对换热器传热性能的影响,创新点如下:基于流体力学和传热学的流动和传热基本公式,建立了管壳式换热器结垢和泄漏的理论预测数学模型,运用此模型解决了管壳式换热器结垢及泄漏的理论预测分析。
冷凝器主要研究内容包括以下三部分:管壁污垢对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研宄;换热面泄漏对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研究;基于管壳式换热器进出口动态参数一温度、压力等,对管壳式换热器内部故障进行诊断评价研宄。本课题结合大庆油田分公司某大队原稳站用管壳式换热器的运行特点,针对含砂油含砂油换热器这一特殊介质,借助软件,在充分利用已有基本理论和研宄成果的基础上,对管壳式换热器结垢和泄漏进行了流动传热的数值模拟,分析结垢和泄漏对换热器流动传热性响,研宄结论对利用换热器热工参数检测管壁结垢和泄漏具有一定的理论用。
采用的模型为大庆油田分公司原稳站生产用油一油管壳式换热器,内部流通介质为,内部含有细沙等杂质,这些杂质也是导致换热器内部结垢的主要因素。对于管壳式换热器,换热管直径相对很小,数量众多,容易发生堵塞和结垢,而且对换热管的清洗和更换十分困难,管壳式换热器管程内部的流通介质为比较清洁的流体。综合油一油管壳式换热器此特点,本课题着重研究换热器壳程侧的结垢。
根据大庆油田分公司原稳站油一油管壳式换热器实体结构尺寸,冷凝器,该换热器内部结构极为复杂,折流板、换热管数量众多,换热管直径0.032m,壳程直径1.4m,换热器长度为1 Om。换热器体积巨大,换热管直径与换热器长度的比值小,利用CFD前处理软件对其进行网格处理困难,管式冷却器,网格数量太多,对计算机配置的要求非常高。
潍坊誉金机械对原稳站油行山管壳式换热器实体模型进行简化建模,冷凝器制造厂家,同时兼顾课题研究的准确性和经济性。
(1)建模时保留了折流板,考虑折流板对壳程流体流动和传热的影响。
(2)对于传热管壁和折流板的处理采用了FLUEN丁中的薄壁模型,在后续的边界条件设置时可以设定一个给定的壁厚,这样减少了网格数量。
(3)管束的_l几封头和下封头没有参与整个换热器的传热和流动,不影响数值计算的结果,因此在建模时将上封头和下封头进行简化处理。 在对换热器结构进行建模时,考虑换热器入日和出口部分对于一换热器壳程整体流动特性的影响。由于单弓形折流板管壳式换热器是复杂几何体,网格划分需要采用分块划分的方法,将整个模型划分成入口段、出口段和壳程三部分,进行网格划分。网格为非结构化网格,采用划分的四面体和金字塔网格。